Информатика. Раздел : прикладные программы в пакете Mathcad 2000 Professional

№ 1467



            МИСиС



В.И. Гопенгауз
Ю.А. Кудрявцев




    Информатика

Раздел: Прикладные программы в пакете
Mathcad 2000 Professional

Лабораторный практикум

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ


№ 1467

    МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ и СПЛАВОВ
                  Технологический университет


                                МИСиС



  Кафедра инженерной кибернетики


 В.И. Гопенгауз
 Ю.А. Кудрявцев




    Информатика

 Раздел: Прикладные программы в пакете
 Mathcad 2000 Professional

 Лабораторный практикум


 Рекомендовано редакционно-издательским советом института









Москва Издательство «УЧЕБА» 2006

УДК 004.9:51 Г661



Рецензент
доц. М.С. Бесфамильный




     Гопенгауз В.И., Кудрявцев Ю.А.
Г661 ИНФОРМАТИКА. Раздел: Прикладные программы в пакете
     Mathcad 2000 Professional: Лабораторный практикум - М.: МИСиС, 2006. - 67 с.




          Настоящий лабораторный практикум используется в курсе «Информатика» для приобретения навыков работы в одном из приложений Windows -пакете Mathcad 2000 Professional. Пакет предназначен для решения весьма широкого круга традиционных математических задач, которые встречаются в инженерной и научной практике.
          Практикум может быть использован студентами всех специальностей при изучении курса «Информатика», при прохождении компьютерной практики, а также для самостоятельного овладения основами работы в Mathcad 2000 Professional.



















                                    © Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) (МИСиС), 2006

Содержание

Введение ......................................... 5
Часть I. Основы работы в Mathcad 2000
1 .Инструменты Mathcad............................ 6
   1.1. Имена переменных.......................... 7
   1.2. Математические выражения.................. 8
   1.3. Л скальные определения.................... 9
   1.4. Глобальные определения................... 10
2 .Режимы Mathcad................................ 11
   2.1. Автоматический режим..................... 11
   2.2. Ручной режим............................. 12
3  .Текст в рабочем документе.................... 12
4  .Области в рабочем документе.................. 13
5 .Вычисление выражений.......................... 13
6.Комплексные числа.............................. 14
7.Функции, определяемые пользователем ...         15
8.Табулирование функций.......................... 16
Э.Векторы и матрицы.............................. 17
   9.1.Задание векторов и матриц................. 17
   9.2.Переопределение индексов.................. 18
   9.3.Операции над векторами и матрицами.        18
   9.4.Векторизация.............................. 20
10. Графики...................................... 21
   10.1. Графики на плоскости.................... 21
   10.2. Поверхности функций двух переменных .... 24

Часть II. Лабораторные работы
    Работа 1. Вычисление выражений и построение графиков.............................. 26
    Работа 2. Численные методы................. 32
      2.1. Нахождение корней полинома.......... 32
      2.2. Решение нелинейных уравнений........ 33
      2.3. Решение систем линейных уравнений... 34
      2.4. Решение систем нелинейных уравнений. 34
      2.5. Вычисление значения производной..... 36
      2.6. Вычисление определенного интеграла.. 37
      2.7. Линейная интерполяция............... 38
      2.8. Линейная регрессия.................. 39
      2.9. Нелинейная регрессия................ 40
      2.10.  Численное решение дифференциальных уравнений.................................. 41
    Работа 3. Символьные преобразования........ 50
      3.1. Разложение в ряд.................... 52
      3.2. Дифференцирование функций........... 53
      3.3. Интегрирование функций.............. 53
      3.4. Ряды................................ 54
      3.5. Определители........................ 54
      3.5. О применении символьных преобразований. 54
    Приложение................................. 59
    Указатель сообщений об ошибках............. 64
    Библиографический список................... 66

Введение


   Работы, приведенные в практикуме, предназначены для выполнения во втором семестре с целвю началвного освоения приемов работы с одним из приложений Windows — математическим пакетом Mathcad 2000 Professional.
   Основнвте средства пакета осваиваются в трех лабораторных работах: набор и вычисление выражений, построение разнообраз-HBix графиков (лабораторная работа 1), исполвзование различных численных методов, в том числе для решения уравнений и систем уравнений, интегрирования дифференциальных уравнений, вычисления определенных интегралов (лабораторная работа 2), и символьные преобразования математических выражений (лабораторная работа 3). Для выполнения этих работ необходимо владение основными средствами Windows, которые излагаются в рамках курса “Информатика”.
   Как и в других Windows-приложениях, в пакете Mathcad для выполнения одних и тех же действий применяются различные средства — команды главного и падающих меню, кнопки на панелях инструментов, а также быстрые клавиши. В пособии описывается ограниченный набор таких средств — наиболее простой по мнению авторов. Клавиши, используемые как командные, в тексте заключены в квадратные скобки, например [Space] — клавиша пробела.
   Кроме того, в пакете Mathcad для команд, переменных и функций используются обычно шрифты прямого начертания. Таким шрифтом в пособии будет обозначаться только вводимый текст, а в остальных случаях, как принято в научно-технической литературе, переменные набраны курсивом.

Часть I. Основы работы в Mathcad 2000 Professinal

   1. Инструменты Mathcad

   На экране Mathcad (рис. 1) можно увидеть главное меню и несколько панелей инструментов. Среди них можно выделить основную панель “Math” из девяти кнопок, которыми можно вызвать на экран соответственно девять панелей инструментов, показанных на рис. 1:

  —  Calculator Toolbar (панель вычислений);
  —  Graph Toolbar (графическая панель);
  —  Evaluation Toolbar (панель отношений);
  —  Vectors and Matrices Toolbar (панель векторов и матриц);
  —  Calculus Toolbar (панель функций);
  —  Boolean Toolbar (панель логических функций);
  —  Programming Toolbar (панель программирования);
  —  Greek Symbol Toolbar (панель греческих букв);
  —  Symbolic Toolbar (панель символьных преобразований).

   Перечисленные панели инструментов содержат кнопки для ввода всех символов Mathcad, а также некоторых функций. Конечно, при работе на экран вызываются только необходимые панели, обычно не более трех.